Tranzistorul planar cuprinde o placă semiconductor, care se realizează prin difuzie impurităților p - și n - tipul din faza gazoasă, pentru a forma în materialul semiconductor original, două rânduri - n tranziție așa cum este cazul în tranzistor cu emițător de difuzie și de bază.
Planar tranzistor - o componentă standard a dispozitivelor electronice 70 - e.
tranzistori planare sunt cele mai înaltă frecvență și de mare viteză. Limita de frecvență de tranzistori epitaxiale planare comercial de sute de megahertzi la o putere de difuzie de câteva wați.
Planar tranzistor (Fig. 3.39, b) se numește difuzie tranzistor a cărui terminale emițător E, B de bază și colector să se întindă într-un singur plan.
Planare tranzistor scurt circuitul apar uneori între straturile de metal de pe suprafața de oxid și semiconductoare. Motivul pentru astfel de închideri pot fi găuri în stratul de oxid, care rezultă din stratul tulburări în timpul fotolitografie. De exemplu, un fir de praf așezat pe suprafața fotorezistorului cauze fotorezistent care nu este sub ea se aprinde, și, prin urmare, nu se polimerizează. După decapare oxidul de la locul unde era mote se obține gaura.
În tranzistor plane scurtcircuitele apar uneori între straturile de metal pe suprafața de oxid și semiconductoare. Motivul pentru astfel de închideri pot fi găuri în stratul de oxid, care rezultă din neregularități în procesul de fotolitografie. De exemplu, un fir de praf așezat pe suprafața fotorezistent duce la faptul că sub fotorezistent nu se aprinde, prin urmare, nu se polimerizează. După decapare oxidul de la locul unde era mote se obține gaura.
Tranzistoarele plane, caracterizate prin constanța taxei de suprafață, atunci când se aplică părtinire la suprapunerea canalului se produce stratul de canal sărăcit și concentrația de purtători de sarcină mobili este redusă. Atunci când un canal de mare densitate de încărcare de suprafață se extinde la joncțiunea ohmică și are loc printr-un canal de curent. Canalizarea Bytes tranzistori plane conduce la o joncțiune defalcare, ceea ce contribuie, de asemenea, la o creștere a curentului invers.
Design constructiva de tranzistori plane într-o carcasă metalică sau din material plastic (Fig. 3.10 B) asigură ușurința instalării, rezistență mecanică ridicată și cip dispozitiv de izolare de influențe externe. Tranzistorii de tipul celor cu parametri înalți electrice, termice și de frecvență sunt utilizate în toate dispozitivele electronice de industriale. Cel mai important avantaj este versatilitatea tehnologiei planare - posibilitate de fabricare a echipamentului principal, nu numai de tranzistori (bipolară și câmp), cu diferite structuri de geometrie, dar, de asemenea, circuite integrate microelectronice.
planar diferență tranzistor de fabricație este faptul că placa de acoperire a stratului de oxid semiconductor, aplicarea unui fotorezist, iluminarea acesteia, gravură și difuzie sunt repetate pentru a primi baza și regiunea emițător. Cele mai multe tehnologii pla-Narnov este utilizat pentru producerea de tranzistori de siliciu, astfel încât, în acest caz, stratul de SiOg primi cea mai simplă metodă - oxidarea inițială a plăcii semiconductor.
Diagrama de flux a procesului de fabricație tranzistor Pla staționar. Cu toate acestea, avantajele tranzistor plane nu se limitează la performanța. De exemplu, limitele tranzițiilor sale electron-gol se află sub un strat de oxid.
Câștigul unui tranzistor plan în modul activ invers este extrem de mic din două motive principale: în primul rând, / DK2 / zile, din moment ce (Lc - Ae) Aa, și, pe de altă parte, / dk / DKI, deoarece NA NDK, în cazul în care TV a - concentrația impurității acceptor în baza de date, un NDK - concentrația de impurități donor în colector.
semiconductor Pezorezistashshy accelerometru parametric. și - o reprezentare schematică a b - schema de circuit echivalent mecanic partea / - tranzistor 2 - ac |. Dependența curentului de colector / k curent și pezoreeistiv clorhidric sensibilitate d / k / DFO acul putere preîncărcate. Elementul sensibil este germaniu tranzistor plane.
Desemnat ieșire intersecții tranzistor plane pn pe suprafața stratului de cristal semiconductor sunt sub dioxidul de siliciu, care este un bun izolator. Ea servește pentru a proteja suprafața de siliciu de influențele externe, creșterea stabilității dimensionale și fiabilitate a tranzistoarelor.
Desemnat ieșire intersecții tranzistor plane pn pe suprafața stratului de cristal semiconductor sunt sub dioxidul de siliciu, care este un bun izolator. Ea servește pentru a proteja suprafața de siliciu de influențele externe, creșterea stabilității dimensionale și fiabilitate a tranzistoarelor.
Amplificatorul se face pe un tranzistor plane conform schemei AM. Acestea din urmă realizează, astfel încât elementul de filtrare funcția - decuplarea circuitului de alimentare.
Epitaxial - planară suprafață laterală tranzistor / / izolator limita joncțiune pn a regiunii de colector sunt 2 n - regiunea de tip 4 și p izolant - tip, iar suprafața inferioară 12 - - limita stratului ascuns 2 și substratul 3. Atunci când se utilizează acest circuit este aplicată tensiunea de contact, în care tranziția de izolare este întotdeauna înclinată în sens invers. Deoarece tranziția izolator curent inversă este mică, oferă tranzistor izolare satisfăcătoare de substrat și alte elemente ale cristalului cip. Zona, înconjurată din toate părțile de izolare de tranziție, numit buzunare. Ele sunt plasate nu numai tranzistoare bipolare, dar și alte elemente ale cip. În mod normal, fiecare buzunar este format într-un singur element, dar în unele cazuri, plasate puține exemplu, tranzistoare bipolare, în care, conform schemei de circuit sunt conectate la colectori.
Din această deficiență liber tranzistori plane, care combină cele mai bune proprietăți și parametrii de tranzistori de siliciu și de germaniu. tranziții de înaltă tensiune și comparativ scăzută RH și CBO), o combinație de mare putere (1 kW) și frecvență ridicată, la temperaturi ridicate și curenți slabi și 1KO / 30, aduce mai întâi tranzistori de siliciu în parametrii la germaniul cel mai bun caz stabilitatea lor în timp și în intervalul de temperatură și, în al doilea rând, face tranzistori plane dispozitive de aplicații universale. Dezavantajele includ costul relativ ridicat.
În prezent, există tranzistori plane (de exemplu, KT104 domestice, KT201, KT203, KT208, KT209, KT501), care permit să înlocuiască tranzistori în circuite flotabile cum ar fi germaniu și siliciu.
comutatoare Integrated SP-1 (tranzistori dublu plane cu un colector comun), în modul inversor caracterizat prin următoarele valori ale parametrilor: N0 1 1 - - 3 5 mV; sg i0; 10-9 a; R3 - 6 - n 30 ohmi; Yar 109 ohmi.
Dacă se dorește creșterea puterii unui tranzistor plane, în principiu, ar trebui să crească aria emițător de tranziție - bază; acest lucru poate crește, de asemenea, zona de contact între aceste două zone, ceea ce face emițătorul, cercurile nu la fel de mici, și în formă de stea sau o polilinie închisă.
Pentru a crește admisibil colector tranzistor de stres plan este folosit uneori gravare de joncțiune margini colector; în care structura mesa este creată și numită mezaplanarnym tranzistor. Îndepărtate prin corodare bazei și colector, având cea mai mare concentrație de impurități și defecte; asupra tranziției margine transformă teșitură care crește tensiunea de conturnare.
Profiluri dopante (a și distribuție a concentrației de impurități în exces (b tranzistor plen. În Fig. 4.12 este o schiță plană tranzistor, sunt afișate pe direcția de deplasare a transportatorilor în transmite prejudecată EMIC-turn și invers joncțiunea colector părtinitoare. Să Ida curent difuziune în baza emițător la colectorul cu o polarizare directă, joncțiunea emitor, datorită injectarea de electroni de la emițătorul în bază, și / ha - curentul de difuzie în emițător, datorită găurilor injectate din emitte bază p.
Prezența câmpului electric în baza plană a rezultatelor tranzistor în care prăvăliș caracteristica curent-tensiune de 1K (UE) scade pe măsură ce crește curent de colector, atunci când funcționează în modurile de injectare înalte niveluri. Prin urmare - în modelul tranzistor ar trebui să reflecte acest fenomen.
Tranzistorul deplinătate poate fi trecut de curenți relativ mari, extinderea liniei de contact dintre zonele emițător și de bază. Limita superioară a frecvenței la tranzistori plane de înaltă frecvență nu reușește să se extindă prin crearea unui emițător format din mai multe zone mici legate în paralel și plasarea acestei structuri în terminalele emitor și bază relativ departe de aceste zone.
De obicei, nivelul de dopaj al regiunii de bază a tranzistori plane de înaltă frecvență este că puncția nu apare sub nici tensiuni care nu depășesc colectorul de tensiune defalcare tranziție - bază. Cu toate acestea, în cazurile în care suprafața structurilor plane în fabricarea lor intră particule străine, în special cele care conțin impurități fosfor, grosimea regiunii de bază sub emițător poate fi la puncte separate, și foarte subțire în aceste locuri la suficient tensiuni joase se va produce puncție. Prin urmare, la o mare putere tranzistori plane elimina complet puncție, este necesar să se asigure un nivel suficient de scăzute de contaminanți în timpul procesului de difuzie și oxidare.
Modelul Ebers Modificarea și Mol /. a.
Pentru a modela tranzistor plan corespundeau, ea, cu excepția proprietăților caracteristice pentru un tranzistor plan, trebuie să reflecte, de asemenea, țările de tranzit funcționează la un nivel ridicat de injecție, nu numai difuzarea, ci derivă, de asemenea, operatorii de transport. Când funcționează în modul de saturație și în modelul activ invers regiune ar trebui să ia în considerare influența curenților care circulă între baza de terminal și colectorul tranzistorului în zona de pasiv. În plus, modelul ar trebui să se reflecte nu numai acumularea de încărcare în regiunea de bază, dar, de asemenea, în zona de rezervor la o polarizare directă a joncțiunii colector.
transistor Plenară n-pn. Fig. 4.10 este clar că tranzistorul plan are o structură puternic asimetrică: zona emitor este de câteva ori mai mică decât suprafața joncțiunii colector.
Componente de izolație oxid. | Componentele de tip izoplanar de izolație. Așchiile semiconductoare sunt utilizate cel mai des, difuzie și difuzie epitaxială tranzistori plane.
Fig. 9 - 25 prezintă o structură a unui tip de tranzistor planar ni-p 2 - n2 cu putere de injecție, care este o singură celulă IC. Crystal n-tip servește ca emițător în tranzistor. Spre deosebire de tranzistori plane convenționale, în acest caz se aplică incluziunea inversă.
Din cauza absenței în literatura de specialitate din Rusia o expunere sistematică a teoriei tranzistori plane ne-am abordat această problemă, deoarece simularea unui tranzistor plan nu poate fi făcută fără a se ține cont de procesele responsabile de funcționarea acesteia. De aceea, în acest capitol întâi descrie pe scurt funcționarea și caracteristicile tranzistorului plane atât la nivel scăzut și la un nivel ridicat de injectare dat structura și parametrii fizici.
Cu toate acestea, creșterea stresului admisibil în structurile de tranzistori plane puternice, chiar și în aceste limite este o sarcină importantă. Puternic tranzistori plen - de obicei, dispozitive de înaltă frecvență este utilizată pentru generarea sau creșterea unui semnal RF în etapele de ieșire ale emițătoarelor.
Fig. Cu 2 - 6 arăta cristal tranziții moderne tranzistor plane de siliciu.
Modelul Hummel - Pune reflectă procese în baza activă a zonei plane tranzistor. Acesta vă permite să se ia în considerare condițiile de funcționare a tranzistorului la niveluri ridicate de injectare.
Modelul cu parametrii catalogheaza propuse mai târziu, cu structura plană tranzistor și modurile sale de funcționare în circuite integrate, sau reflectă procesele doar în miezul unui tranzistor plan (modelul Hummel - - Pune) sau sunt modele bidimensionale, dar nu reflectă funcționarea la niveluri ridicate de injectare (modelul Golubev - Kremleva) sau caută să reflecte toate proprietățile unui tranzistor plan, dar ele sunt unite de curentul de difuzie cu curentul de recombinare de bază, care nu ia în considerare diferența în dependență de aceasta din urmă amploarea tranzițiile de tensiune.
Diagrama de flux a procesului de fabricație a unui tranzistor planar. Fig. 6-55 este o diagramă a procesului tehnologic de fabricare a unui tranzistor plane a unei plăci de siliciu cu un strat epitaxial. După aplicarea stratului de oxid de siliciu placa are forma prezentată în Fig. 6-55, de asemenea.
Să considerăm un exemplu specific, poate fi calculat aproximativ parametrii planară tranzistor.
Pe insulele obținute (în acest caz, există două) tranzistori plane sunt formate. Pentru a produce această a doua mască de oxid, prin care în interiorul insulei, care este o regiune de colector a difuziei impuritate de tip n este realizată baza de tip p, iar stratul de tip p obținut. Apoi, o mască de oxid de al treilea este fabricat prin care o impuritate insule de difuzie este n - tipul, iar emitorul se obține n - tip.